基于石墨烯的宽带功分比可调耦合器制造技术

本发明专利技术提供一种基于石墨烯的宽带功分比可调耦合器，包括介质板、设置于介质板上表面的谐振环及设置于介质板下表面的金属贴片，所述谐振环包括开口相对设置的U形上部和U型底部，所述U形上部和U型底部通过第一矩形部和第二矩形部连接；所述U形上部和U型底部的内壁上各贴合设置第一石墨烯贴片，所述第一矩形部和第二矩形部的内壁上各贴合设置第二石墨烯贴片；所述U形上部和U型底部的开口端部两侧各连接一第一金属条，所述各第一金属条的上下两侧对称设置一对第二金属条，所述各对第二金属条的外端部连接一矩形金属片形成第一端口、第二端口、第三端口和第四端口。本发明专利技术运用石墨烯优异的电光效应，可以实现耦合器的功率分配比可动态调整。

【技术实现步骤摘要】
基于石墨烯的宽带功分比可调耦合器
本专利技术涉及太赫兹通信
，尤其涉及一种基于石墨烯的宽带功分比可调耦合器。
技术介绍
耦合器是微波与雷达馈线技术中广泛应用的元件之一。耦合器在通信系统间实现信号功率的传递，实现按比例对功率的分配等。现有技术的耦合器多为金属材质，在耦合器的结构和尺寸固定后，其工作频率和功率分配比(简称功分比)也已确定，不可动态调整。当耦合器的功率分配比需要调整的时候，只能更换耦合器，成本高，且操作复杂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于石墨烯的宽带功分比可调耦合器，旨在解决现有技术中的无法实现耦合器的功率分配比动态调整的技术问题。为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于石墨烯的宽带功分比可调耦合器，包括介质板、设置于所述介质板上表面的谐振环、第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，以及设置于所述介质板下表面的金属贴片，其中：所述谐振环包括开口相对设置的U形上部和U型底部，所述U形上部和U型底部通过第一矩形部和第二矩形部连接；所述U形上部和U型底部的内壁上各贴合设置第一石墨烯贴片，所述第一矩形部和第二矩形部的内壁上各贴合设置第二石墨烯贴片；所述U形上部和U型底部的开口端部两侧各连接一第一金属条，每个所述第一金属条的上下两侧对称设置一对第二金属条，每对所述第二金属条的外端部均连接一矩形金属片分别形成第一端口、第二端口、第三端口和第四端口；所述金属贴片覆盖所述介质板的下表面。优选的，所述金属贴片的尺寸与所述介质板的尺寸相同；所述U形上部和U型底部的尺寸相同；所述第一矩形部和第二矩形部的尺寸相同。优选的，所述U形上部和U型底部的厚度与所述第一石墨烯贴片的厚度相同；所述第一矩形部和第二矩形部的厚度与所述第二石墨烯贴片的厚度相同。优选的，所述U形上部和U型底部的宽度为0.5微米，所述U形上部和U型底部的长度为4.55微米，所述U形上部和U型底部的高度为10微米，所述U形上部和U型底部的开口宽度为3.55微米；所述第一矩形部和第二矩形部的长度为3.15微米、所述第一矩形部和第二矩形部的高度为17微米，所述第一矩形部和第二矩形部的水平距离为1.35微米；所述第一金属条的长度为23微米，所述第一金属条的高度为0.7微米；所述第二金属条的长度为23微米，所述第二金属条的高度为0.2微米；所述第一金属条与其上下两侧对称设置的一对第二金属条的垂直距离均为0.2微米；所述第一金属条与其上下两侧对称设置的一对第二金属条的水平距离均为1.75微米；所述矩形金属片的长度为10微米，所述矩形金属片的高度为1.9微米。优选的，所述第一石墨烯贴片的宽度为0.5微米，所述第二石墨烯贴片的宽度为0.55微米。优选的，所述第一石墨烯贴片的化学势和所述第二石墨烯贴片的化学势的调整区间为0电子伏特至0.3电子伏特。优选的，所述介质板为厚度为1微米，介电常数为3.8的二氧化硅基板。相较于现有技术，本专利技术所述基于石墨烯的宽带功分比可调耦合器通过在谐振环的内壁上贴合第一石墨烯贴片和第二石墨烯贴片，通过调节第一石墨烯贴片和第二石墨烯贴片上加载的化学势，运用石墨烯优异的电光效应，可以实现耦合器的功率分配比可动态调整。附图说明图1是本专利技术基于石墨烯的宽带功分比可调耦合器优选实施例的结构示意图。图2是本专利技术基于石墨烯的宽带功分比可调耦合器优选实施例的介质板上表面的结构示意图。图3是本专利技术基于石墨烯的宽带功分比可调耦合器通过电磁仿真软件仿真时反射系数的S参数结果示意图。图4是本专利技术基于石墨烯的宽带功分比可调耦合器通过电磁仿真软件仿真时第一端口和第四端口之间的隔离度结果示意图。图5是本专利技术基于石墨烯的宽带功分比可调耦合器通过电磁仿真软件仿真时第二端口和第三端口之间的相位差结果示意图。图6是本专利技术基于石墨烯的宽带功分比可调耦合器通过电磁仿真软件仿真时第二端口和第三端口的功率分配比结果示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步的详细说明，以下实施例是对本专利技术的解释，本专利技术并不局限于以下实施例。参考图1、图2所示，图1是本专利技术基于石墨烯的宽带功分比可调耦合器优选实施例的结构示意图。图2是本专利技术基于石墨烯的宽带功分比可调耦合器优选实施例的介质板上表面的结构示意图。在本实施例中，所述基于石墨烯的宽带功分比可调耦合器1包括介质板10、设置于所述介质板10上表面的谐振环11、第一端口12、第二端口13、第三端口14和第四端口15，以及设置于所述介质板10下表面的金属贴片16。所述谐振环11、第一端口12、第二端口13、第三端口14和第四端口15的材质可以为金属。作为本专利技术的优选实施例，所述金属贴片16的尺寸与所述介质板10的尺寸相同。所述谐振环11包括开口相对设置的U形上部111和U型底部112，所述U形上部111和U型底部112通过第一矩形部113和第二矩形部114连接。所述U形上部111和U型底部112的尺寸相同；所述第一矩形部113和第二矩形部114的尺寸相同。所述尺寸包括但不限于：长度、高度、宽度。作为本专利技术的优选实施例，所述U形上部111、U型底部112、第一矩形部113和第二矩形部114可以为一体结构。作为本专利技术的优选实施例，所述U形上部111和U型底部112的垂直中轴线重合，所述第一矩形部113和第二矩形部114关于该中轴线对称。所述U形上部111和U型底部112的内壁上各贴合设置第一石墨烯贴片115，所述第一矩形部113和第二矩形部114的内壁上各贴合设置第二石墨烯贴片116。所述U形上部111和U型底部112的厚度与所述第一石墨烯贴片115的厚度相同；所述第一矩形部113和第二矩形部114的厚度与所述第二石墨烯贴片116的厚度相同。所述第一石墨烯贴片115的长度与所述第一矩形部113和第二矩形部114的U形内壁的长度相同，所述第二石墨烯贴片116的长度与所述第一矩形部113和第二矩形部114的高度相同。所述U形上部111和U型底部112的开口端部两侧各连接一第一金属条117，每个所述第一金属条117的上下两侧对称设置一对第二金属条118，每对所述第二金属条118的外端部均连接一矩形金属片119分别形成第一端口12、第二端口13、第三端口14和第四端口15。所述第一端口12为输入端，第二端口13为直通端，第三端口14为耦合端，第四端口15为隔离端。所述各对第二金属条118关于连接的矩形金属片119的水平中轴线对称。所述金属贴片16覆盖所述介质板10的下表面。所述介质板为厚度为1微米，介电常数为3.8的二氧化硅基板。所述金属贴片可以为铜质。在本实施例中，所述U形上部111和U型底部112的宽度W1为0.5微米，所述U形上部111和U型底部112的长度L1为4.55微米，所述U形上部和U型底部的高度L2为10微米，所述U形上部111和U型底部112的开口宽度S1为3.55微米；所述第一矩形部113和第二矩形部114的长度W2为3.15微米、所述第一矩形部113和第二矩形部114的高度L3为17微米，所述第一矩形部113和第二矩形部114的水平距离S2为1.35微米；所述第一金属条117的长度L6为23微米，所述第一金属条117的高度W3为0.7微米；所述第二金属条118的长度L4为23微米，所述第二金属条118的高度W4为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于石墨烯的宽带功分比可调耦合器，其特征在于，包括介质板、设置于所述介质板上表面的谐振环、第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，以及设置于所述介质板下表面的金属贴片，其中：所述谐振环包括开口相对设置的U形上部和U型底部，所述U形上部和U型底部通过第一矩形部和第二矩形部连接；所述U形上部和U型底部的内壁上各贴合设置第一石墨烯贴片，所述第一矩形部和第二矩形部的内壁上各贴合设置第二石墨烯贴片；所述U形上部和U型底部的开口端部两侧各连接一第一金属条，每个所述第一金属条的上下两侧对称设置一对第二金属条，每对所述第二金属条的外端部均连接一矩形金属片分别形成第一端口、第二端口、第三端口和第四端口；所述金属贴片覆盖所述介质板的下表面。

【技术特征摘要】
1.一种基于石墨烯的宽带功分比可调耦合器，其特征在于，包括介质板、设置于所述介质板上表面的谐振环、第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，以及设置于所述介质板下表面的金属贴片，其中：所述谐振环包括开口相对设置的U形上部和U型底部，所述U形上部和U型底部通过第一矩形部和第二矩形部连接；所述U形上部和U型底部的内壁上各贴合设置第一石墨烯贴片，所述第一矩形部和第二矩形部的内壁上各贴合设置第二石墨烯贴片；所述U形上部和U型底部的开口端部两侧各连接一第一金属条，每个所述第一金属条的上下两侧对称设置一对第二金属条，每对所述第二金属条的外端部均连接一矩形金属片分别形成第一端口、第二端口、第三端口和第四端口；所述金属贴片覆盖所述介质板的下表面。2.根据权利要求1所述的基于石墨烯的宽带功分比可调耦合器，其特征在于，所述金属贴片的尺寸与所述介质板的尺寸相同；所述U形上部和U型底部的尺寸相同；所述第一矩形部和第二矩形部的尺寸相同。3.根据权利要求2所述的基于石墨烯的宽带功分比可调耦合器，其特征在于，所述U形上部和U型底部的厚度与所述第一石墨烯贴片的厚度相同；所述第一矩形部和第二矩形部的厚度与所述第二石墨烯贴片的厚度相同。4.根据权利要求3所述的基于石墨烯的宽带功分比可调耦合器，其特征在于，所述U形上部...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲美君，邓力，李书芳，张贯京，葛新科，张红治，
申请(专利权)人：深圳市景程信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44